CN109482120A - 一种新型反应釜内置石墨换热器及方法 - Google Patents

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章钱
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Abstract

本发明公开了一种新型反应釜内置石墨换热器，包括换热管，还包括放空管、翅片管；换热管的上部、下部分别套置在夹套、石墨套管的内部，换热管与石墨套管、夹套之间设置有换热腔，换热腔的内部设置有翅片管，换热管的内部设置有放空管。本发明可直接安装在反应釜釜盖上，换热部分插入到釜身内，与物料直接接触换热；石墨套管内置螺旋式翅片管，冷却水强制螺旋流动，提高流速，增大面积，增强换热效率；反应釜的釜盖上可安装数台本发明，根据实际情况选择换热面积，选择余地较大；外部石墨管采用不透性石墨制成，外部缠绕碳纤维，增强石墨套管强度；设备设置常开的放空管，使不凝性气体逸出，保证换热器的换热效率。

Description

一种新型反应釜内置石墨换热器及方法
技术领域
本发明涉及一种石墨换热器及方法，尤其涉及一种新型反应釜内置石墨换热器及方法。
背景技术
换热器是反应釜中常用的传热组件，可用来为反应釜内物料进行降温，因此提高换热器的传热效率一直是领域内不断研究的问题。目前，工业中一般采用金属盘管式换热器，或者采用夹套换热的形式，其中金属换热器的换热效率高，但不耐腐蚀，应用范围有限；夹套换热形式的换热器的换热效率低下，很难起到较好的换热效果。因此急需一种既提高换热效率，又耐腐蚀可广泛应用的换热器。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种新型反应釜内置石墨换热器及方法。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种新型反应釜内置石墨换热器，包括换热管，还包括放空管、翅片管；换热管的上部、下部分别插置在夹套、石墨套管内，换热管与石墨套管、夹套之间设置有换热腔，换热腔的内部设置有翅片管，换热管的内部设置有放空管；
换热管的上端开口为进水口、下端延伸至石墨套管的底部，进水口下侧的换热管管壁上套置有换热管法兰，换热管的下端与石墨套管的底部之间具有间隔；放空管紧贴换热管的内壁，放空管的下端从换热管的下端开口处伸出、上端开口为放空口，放空口从换热管管体上穿出，放空口位于进水口与换热管法兰之间；放空管的内部与换热管的外部相连通；
夹套的侧壁上开设有出水口，出水口与换热腔的内部相连通，出水口的高度低于放空口的高度；翅片管自换热管的底部开始，围绕换热管向上盘旋延伸，延伸至出水口处；翅片管的直径与换热腔的宽度相等，翅片管的内侧与换热管固定相接、外侧与石墨套管紧密贴合。
石墨套管的下端设置有石墨套管底盖，石墨套管底盖将换热腔的底部封闭；石墨套管的外侧下端设置有固定底座。
夹套由夹套连接法兰、釜盖连接法兰以及套在换热管外侧的接管组成；夹套连接法兰、釜盖连接法兰分别安装在接管的上、下两端；夹套连接法兰位于换热管法兰的下方，夹套连接法兰通过螺栓与换热管法兰固定相接；釜盖连接法兰用于与反应釜的釜盖连接，釜盖连接法兰位于石墨套管的上方，釜盖连接法兰与石墨套管之间设置有密封垫；接管将换热腔的上部封闭且接管管体上开设出水口。
进水口与换热管之间通过锥形封头相连通。
石墨套管的外部缠绕碳纤维，使石墨套管的强度增加。
一种新型反应釜内置石墨换热器的使用方法，方法的具体步骤为：
a、将换热管的石墨套管部分从反应釜的釜盖插入到反应釜内部；
b、通过釜盖连接法兰将换热管连接到反应釜的釜盖上，此时以釜盖连接法兰为分界，釜盖连接法兰以上的换热管暴露在反应釜外、釜盖连接法兰以下的换热管插置于反应釜内直接接触物料；
c、从进水口向换热管内通入具有压力的冷却水，冷却水直接穿过换热管到达换热管的底部，由于冷却水具有压力，在压力作用下冷却水顺着翅片管盘旋向上流动，并在流动期间与物料进行热交换，直至冷却水流动到夹套内，最终冷却水带着交换的热量从出水口处流出换热管，完成换热管与反应釜内物料之间的热力交换；
d、在热交换过程中产生的不凝性气体将从放空管的放空口处排出。
本发明可直接安装在反应釜釜盖上，换热部分插入到釜身内，与物料直接接触换热；石墨套管内置螺旋式翅片管，冷却水强制螺旋流动，提高流速，增大面积，增强换热效率；反应釜的釜盖上可安装数台本发明，根据实际情况选择换热面积，选择余地较大；外部石墨管采用不透性石墨制成，外部缠绕碳纤维，增强石墨套管强度；设备设置常开的放空管，使不凝性气体逸出，保证换热器的换热效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为换热管的整体结构示意图。
图4为夹套的整体结构示意图。
图5为石墨套管的整体结构示意图。
图中：1、换热管；2、放空管；3、翅片管；4、石墨套管；5、换热腔；6、进水口；7、出水口；8、换热管法兰；9、放空口；10、石墨套管底盖；11、固定底座；12、夹套连接法兰；13、釜盖连接法兰；14、接管；15、锥形封头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1、2、5所示的一种新型反应釜内置石墨换热器，包括换热管1，还包括放空管2、翅片管3；换热管1为金属换热管，换热管1的上部、下部分别插置在夹套、石墨套管4内，夹套为金属夹套，换热管1与石墨套管4、夹套之间设置有换热腔5，换热腔5的内部设置有翅片管3，换热管1的内部设置有放空管2；
如图3所示，换热管1的上端开口为进水口6、下端延伸至石墨套管4的底部，进水口6下侧的换热管1管壁上套置有换热管法兰8，进水口6与换热管1之间通过锥形封头15相连通，换热管1的下端与石墨套管4的底部之间具有间隔；放空管2紧贴换热管1的内壁，放空管2的下端从换热管1的下端开口处伸出、上端开口为放空口9，放空口9从换热管1管体上穿出，放空口9位于进水口6与换热管法兰8之间；放空管2的内部与换热管1的外部相连通；
夹套的侧壁上开设有出水口7，出水口7与换热腔5的内部相连通，出水口7的高度低于放空口9的高度以使蒸汽可以从放空管2中排出；翅片管3自换热管1的底部开始，围绕换热管1向上盘旋延伸，延伸至出水口7处截止；翅片管3的直径与换热腔5的宽度相等，翅片管3的内侧与换热管1固定相接、外侧与石墨套管4紧密贴合，盘旋翅片管3为冷却水提供运行轨道，使冷却水能够在翅片管3与翅片管3之间向上流动，蜿蜒盘旋的水流通道增加冷却水的面积，有助于冷却水对反应釜进行换热降温。
石墨套管4的下端设置有石墨套管底盖10，石墨套管底盖10将换热腔5的底部封闭；石墨套管4的外侧下端设置有固定底座11。石墨套管4的外部缠绕碳纤维，使石墨套管4的强度增加。
如图4所示，夹套由夹套连接法兰12、釜盖连接法兰13以及套在换热管1外侧的接管14组成；夹套连接法兰12、釜盖连接法兰13分别安装在接管14的上、下两端；夹套连接法兰12位于换热管法兰8的下方，夹套连接法兰12通过螺栓与换热管法兰8固定相接，将夹套固定到换热管1上；釜盖连接法兰13用于与反应釜的釜盖连接，釜盖连接法兰13位于石墨套管4的上方，釜盖连接法兰13与石墨套管4之间设置有密封垫，从而使换热腔5为密闭；接管14将换热腔5的上部封闭且接管14管体上开设出水口7。
换热腔5分别通过石墨套管底盖10、换热管法兰8、夹套与石墨套管4之间的密封垫使换热腔5为密封空间，防止冷却水在换热腔5中流动时发生泄漏，并且出水口7为冷却水提供了唯一的出口。
新型反应釜内置石墨换热器的使用方法，方法的具体步骤为：
a、将换热管1的石墨套管部分从反应釜的釜盖插入到反应釜内部；
b、通过釜盖连接法兰13将换热管1连接到反应釜的釜盖上，此时以釜盖连接法兰13为分界，釜盖连接法兰13以上的换热管暴露在反应釜外、釜盖连接法兰13以下的换热管插置于反应釜内直接接触物料；
c、从进水口6向换热管1内通入具有压力的冷却水，冷却水直接穿过换热管1到达换热管1的底部，由于冷却水具有压力，在压力作用下冷却水顺着翅片管盘旋向上流动，并在流动期间与物料进行热交换，直至冷却水流动到夹套内，最终冷却水带着交换的热量从出水口7处流出换热管1，完成换热管1与反应釜内物料之间的热力交换；
d、在热交换过程中产生的水蒸气等不凝性气体将从放空管2的放空口9处排出。
本发明相比现有技术具有的优势为：
a、本发明可直接安装在反应釜釜盖上，换热部分插入到釜身内，与物料直接接触换热；
b、石墨套管内置螺旋式翅片管，冷却水强制螺旋流动，提高流速，增大面积，增强换热效率；
c、反应釜的釜盖上可安装数台本发明，根据实际情况选择换热面积，选择余地较大；
d、外部石墨管采用不透性石墨制成，外部缠绕碳纤维，增强石墨套管强度；
e、设备设置常开的放空管，使不凝性气体逸出，保证换热器的换热效率。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种新型反应釜内置石墨换热器，包括换热管(1)，其特征在于：还包括放空管(2)、翅片管(3)；所述换热管(1)的上部、下部分别插置在夹套、石墨套管(4)内，换热管(1)与石墨套管(4)、夹套之间设置有换热腔(5)，换热腔(5)的内部设置有翅片管(3)，换热管(1)的内部设置有放空管(2)；
所述换热管(1)的上端开口为进水口(6)、下端延伸至石墨套管(4)的底部，进水口(6)下侧的换热管(1)管壁上套置有换热管法兰(8)，换热管(1)的下端与石墨套管(4)的底部之间具有间隔；所述放空管(2)紧贴换热管(1)的内壁，放空管(2)的下端从换热管(1)的下端开口处伸出、上端开口为放空口(9)，放空口(9)从换热管(1)管体上穿出，放空口(9)位于进水口(6)与换热管法兰(8)之间；放空管(2)的内部与换热管(1)的外部相连通；
所述夹套的侧壁上开设有出水口(7)，出水口(7)与换热腔(5)的内部相连通，出水口(7)的高度低于放空口(9)的高度；所述翅片管(3)自换热管(1)的底部开始，围绕换热管(1)向上盘旋延伸，延伸至出水口(7)处；翅片管(3)的直径与换热腔(5)的宽度相等，翅片管(3)的内侧与换热管(1)固定相接、外侧与石墨套管(4)紧密贴合。
2.根据权利要求1所述的新型反应釜内置石墨换热器，其特征在于：所述石墨套管(4)的下端设置有石墨套管底盖(10)，石墨套管底盖(10)将换热腔(5)的底部封闭；石墨套管(4)的外侧下端设置有固定底座(11)。
3.根据权利要求1所述的新型反应釜内置石墨换热器，其特征在于：所述夹套由夹套连接法兰(12)、釜盖连接法兰(13)以及套在换热管(1)外侧的接管(14)组成；所述夹套连接法兰(12)、釜盖连接法兰(13)分别安装在接管(14)的上、下两端；夹套连接法兰(12)位于换热管法兰(8)的下方，夹套连接法兰(12)通过螺栓与换热管法兰(8)固定相接；釜盖连接法兰(13)用于与反应釜的釜盖连接，釜盖连接法兰(13)位于石墨套管(4)的上方，釜盖连接法兰(13)与石墨套管(4)之间设置有密封垫；接管(14)将换热腔(5)的上部封闭且接管(14)管体上开设出水口(7)。
4.根据权利要求1所述的新型反应釜内置石墨换热器，其特征在于：所述进水口(6)与换热管(1)之间通过锥形封头(15)相连通。
5.根据权利要求2所述的新型反应釜内置石墨换热器，其特征在于：所述石墨套管(4)的外部缠绕碳纤维，使石墨套管(4)的强度增加。
6.一种如权利要求1所述新型反应釜内置石墨换热器的使用方法，其特征在于：所述方法的具体步骤为：
a、将换热管(1)的石墨套管部分从反应釜的釜盖插入到反应釜内部；
b、通过釜盖连接法兰(13)将换热管(1)连接到反应釜的釜盖上，此时以釜盖连接法兰(13)为分界，釜盖连接法兰(13)以上的换热管暴露在反应釜外、釜盖连接法兰(13)以下的换热管插置于反应釜内直接接触物料；
c、从进水口(6)向换热管(1)内通入具有压力的冷却水，冷却水直接穿过换热管(1)到达换热管(1)的底部，由于冷却水具有压力，在压力作用下冷却水顺着翅片管盘旋向上流动，并在流动期间与物料进行热交换，直至冷却水流动到夹套内，最终冷却水带着交换的热量从出水口(7)处流出换热管(1)，完成换热管(1)与反应釜内物料之间的热力交换；
d、在热交换过程中产生的不凝性气体将从放空管(2)的放空口(9)处排出。
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